矿山生态经济复垦.doc

露天煤矿排土场复垦采矿1101王伟男20111915摘要：摘要:露天煤矿的开采对矿区生态环境造成了严重破坏，特别是大量剥离物形成的排土场，占用了大量的土地资源。生态恢复作为一项有效的采矿废弃地治理措施，随着采矿业的发展成为这一领域研究的重点。露天煤矿排土场的复垦对于改善矿区生态环境意义重大。本文介绍了露天矿排土场对环境的影响和排土场复垦治理技术，研究了某露天煤矿排土场的复垦现状、复垦方式与效果，提出了矿区排土场生态恢复的建议。关键词：露天矿，排土场，复垦。（一）前言露天煤矿的开采和建设带来了严峻的环境问题，不仅污染环境、破坏生态系统和影响自然景观，其大规模的土地挖损和占压也严重破坏了土地资源。矿业是除农业外扰动土地最多的行业，1989年1月1日起施行的土地复垦规定规定土地复垦实行“谁破坏、谁复垦”原则，因从事开采矿产资源等生产建设活动，造成土地破坏的企业和个人，都要按规定进行土地复垦。2005年9月7日发布并实施的矿山生态环境保护与污染防治技术政策对废弃地的复垦也作了要求。露天矿排土场作为采矿废弃物的堆置场所，一般占到矿山用地的50%以上，排土场的复垦绿化是露天煤矿环境保护和生态恢复的重要组成部分。因此研究露天煤矿排土场的复垦治理对降低采矿带来的环境影响和促进土地资源的合理利用具有实际意义。（2） 露天矿排土场对环境的影响露天煤矿的开采以剥离挖损土地的形式进行，不仅显著改变了矿区原地貌景观，也带来了扬尘、地表水污染、地下水平衡破坏、固体废弃物和生态破坏等环境问题，特别是采矿产生的大量剥离物，占用了大面积的土地。被剥离的土岩混合物集中排放到一个特定的区域，就形成了排土场。排土场一般分为内排和外排，据调查测算，露天开采外排土场占压土地约为挖损破坏土地的1.5一2. 5倍，平均为2. 0倍左右川;即使是内排，在实现之前仍占用一定土地。因此露天采矿的排土场所产生的环境问题不容小视。1. 对周边环境的影响大气污染排土场粗糙裸露、易于风化，在卸土、转排和堆放过程中，都会产生大量灰尘。大量的细粒砂土和粉尘进人大气，污染空气，若处于多风大风地带，其污染扩散范围会更大。此外，大量的粉尘颗粒附着在周边植物和农作物上，遮挡叶面，阻塞气孔，阻碍其正生理作用，严重影响它们的生长和发育。水体污染排土场经过大型机械平整压实，其土壤结构发生改变，渗透性降低，经过风化作用和雨水淋溶，边坡径流增加一2一，剥离土岩中的一些有害物质由此迁移进人水体，造成地表水和地下水的污染。土壤污染露天堆积的废渣在雨水侵蚀下，其中的有毒有害物质成分容易渗人土壤，造成土壤污染。此外，Ca, Mg,K,Na等盐类物质溶解于地表径流中，最终汇集于平原或低洼地带，再通过蒸发作用，会造成土壤盐渍化;而排土场堆土承压，抬高地下水位，增强矿化度，也是导致土壤盐渍化的原因之一。2. 滑坡 滑坡是排土场灾害中最普遍、发生频率最高的一种，其主要形式为排土场沿基底接触面滑坡、沿基岩软弱层滑坡和内部滑坡。产生滑坡的基本条件是斜坡体前有滑动空间，两侧有切割面。从斜坡的物质组成来看，松散土层、碎石土、风化壳和半成岩土层的斜坡抗剪强度低，容易滑坡;降雨对滑坡的影响最大。3.泥石流 露天开采剥离排弃的大量松散岩土物质目前大多未得到有效防护，极易受到风蚀或暴雨冲刷，成为人为土壤侵蚀和泥石流的潜在泥沙来源，在集中降雨的情况下便可能发生泥石流。矿山排土场泥石流多以滑坡和坡面冲刷共同作用的形式出现，即滑坡和泥石流相伴而生，迅速转化难以截然区分，所以可分为滑坡型泥石流和冲刷型泥石流。 此外，排土场作为收容采矿废弃物的场所，在占压大面积土地的同时，直接破坏了原地表地貌和自然景观。（三）排土场复垦治理技术 排土场一般占矿区总占地面积的50%一80%，是矿山土地复垦的重点，它受排弃土岩的性质、排土场占地面积和几何形状、排土场最终排弃高度和最小排弃平盘宽度、排土场与采场的相对位置和距离以及排土场边坡稳定性等因素的影响川。1.复垦绿化的原则土地复垦按其技术方法一般分为工程复垦和生态复垦。前期工程复垦的基本原则是以土壤重构原理为依据，将剥离物按其性质和数量，分层逐段排弃，力求使复垦后的土地与土壤的自然构成一致，其作业过程一般为:表土采集堆存、废石排弃压实、表土覆盖、土地整形一。因此要求在采掘时先将原表土单独剥离存放，建造排土场时一般按照原岩土组合顺序，先堆岩石，然后是土状岩石，最上层是原表土，构成排土场复垦种植层一,复垦标准主要是满足复垦区的坡度和覆土厚度、排灌以及防治侵蚀等要求。2.复垦技术与措施植被重建技术的选择植被重建技术的选择基于矿业废弃地生态恢复目标(如控制环境污染、景观美化、农林用地、旅游用地等)的确定。Johnson等一“一(1994)论述了基本的植被重建技术及其相关问题，根据废弃地理化性质，基本植被重建技术有三类:直接种植普通植物、改良基质后种植耐性植物和表层处理后种植植物。植被重建是生态恢复的最关键阶段，而植被重建中的主要问题是物种选择和基质改良一2一。基质改良排土场植被恢复的主要限制因子是土壤肥力。排土场的土壤质地、土壤坚实度和渗透性以及土壤粒度、有机质含量,pH值、营养兀素等理化性质往往较差，导致土壤的持水保肥能力较低和营养物质缺乏，不利于植物生长。因此基质改良是废弃地生态恢复中的核心问题。用于废弃地基质改良的措施和材料)，理想的改良措施要既能保证生态恢复的既定目标，又是经济、长期有效的。（四）植被优选试验研究依据矿山复垦植被选择的原则，参考矿山排土场立地调查的结果，首先确定排土场生态复垦拟选乔灌草植物种，然后通过草种盆栽试验和现场小区试验进行优选，进而确定适合复垦的植物种。1.植被优选原则 矿区生态恢复和植被重建要求所选复垦植物一般应具备以下特性。复垦植物首选乡土树种。调查工矿区未被破坏的自然环境中生长的植物，以及堆放的废石废渣堆上侵入定居的天然植物，是植物选择的重要依据。具有较强的适应能力。对干旱、潮湿、贫瘩、盐碱、酸害、毒害、病虫害等不良立地因子有较强的忍耐能力;对粉尘污染、烧灼、冻害、风害等不良大气因子也有一定的抵抗能力。 有固氮能力，可以缓解养分不足。根系发达，有较高的生长速度。分粟能力强，根系发达，能网络固持土壤，生长迅速，枝叶茂盛，可防止风蚀和水蚀。同时，落叶丰富，易于分解，以便形成松软的枯枝落叶层，提高土壤的保水保肥能力，如有一定的经济价值更好。 播种栽培较容易，成活率高。种源丰富，若采用播种则要求种子发芽能力强，繁殖量大，苗期抗逆能力强，易成活。选择的草种要综合考虑覆盖地表速度、根系深度和冷暖季交替的问题。在实际中，很难找到一种具备上述所有条件的植物。因此，必须根据排土场植被恢复和重建场最突出的问题，把某些条件作为选择植物的主要依据。另外，钟山排土场具有南方矿山典型的特点，因此在选择适生植物时，还应考虑能产生一定经济效益的植物种属，以及风景园林树种，实现矿山环境、经济、社会的协调统一和可持续发展。2试验植物的选择根据排土场立地特性调查的结果以及乡土植物调查的结果，并依据以上原则，排土场生态复垦首先选择以下乔灌草植物进行适应性试验:草种:白三叶、紫花首楷、百喜草、狗牙根、弯叶画眉草、黑麦草;灌木:紫穗槐、胡枝子;侨木:杨树、香樟、构树、青檀洲；经济林木:绒毛白蜡、黄山栗树、杜仲、君迁子、马褂木。（五）结论与建议1.结论 排土场的自然恢复过程缓慢，但是通过人工覆土种植、保证水分及相应的管理措施，排土场的植被恢复是可行的。由于该矿排土场的复垦年限较短，目前还处于边复垦边试验阶段，其复垦效果尚不明显，通过现场调查和对比，平盘上植物物种的选择较为合理，边坡植物及其效果有待于进一步的观察和记录。植物恢复效果取决于土壤水分条件和保持土壤肥力，由于当地春季多风干旱，因此春季要注意保证土壤水分。风沙大且降雨量小使边坡植物的护土护坡能力下降，容易造成水土流失，所以应加强边坡的稳定性和选择合适的边坡植物，如沙棘等灌木。并且在排土场周围种植速生、高大的乔木，来减少风力对土壤的剥蚀和水分的散失，在发生侵蚀沟的地方，应在沟头采用移植草皮等方法防治水土流失，在植被恢复前还应在距排土场一定距离设置围栏以防牲畜破坏。此外，种植后期的养护管理工作也很重要，包括定期检查植物长势、浇水追肥、防治病虫害和培土补种等。2.建议 在矿业废弃地生态恢复实践中，需慎重选择复垦植被和模式。植物种类的选择第一要考虑到能适应当地气候条件，对极端基质条件具有耐性的用以长期定居的物种，以期获得永久性植被;第二则要求它们具有速生性和高生物量，以尽快地改良基质并为长期定居的物种提供隐蔽条件。林草措施是最有效的生态恢复模式，包括乔、灌、草的不同结构组合模式。一些煤矿排土场复垦的成功经验表明:在重建植被时，应按照乔灌草结合的原则，先治上后治下，先治沟后治坡，先治坡后治台，先覆土后建立人工植被恢复前期应以植被绿化和改良土壤为主，尽量多采用乡土物种、固氮能力较强的豆科植物和不进人食物链的物种混交种植，以达到良好的生态效益。因此今后